[發明專利]一種極紫外光刻復眼照明系統的設計方法

有效

• 申請號: 201210132163.6
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102629082A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 李艷秋;梅秋麗;劉菲
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B17/08
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李愛英;楊志兵

技術領域

本發明提供了一種極紫外光刻復眼照明系統的設計方法，屬于光刻照明技術領域。

背景技術

當前的大規模集成電路普遍采用光刻系統進行制造。光刻系統主要分為：照明系統、掩膜、投影系統及晶片等四部分。光源發出的光線經過聚光鏡聚焦后入射至掩膜；經過掩膜后，光線經由投影系統入射至涂有光刻膠的晶片上，這樣就將掩膜圖形復制在晶片上。

極紫外光刻EUVL是以波長為11～14nm的極紫外EUV射線為曝光光源的微電子光刻技術，適用于特征尺寸為32nm及更細線寬的集成電路的大批量生產。投影式光刻機的核心部件是投影曝光光學系統，該系統最重要的組成部分是照明系統和投影物鏡系統。照明系統主要功能是為掩膜面提供均勻照明、控制曝光劑量和實現離軸照明模式。作為光刻機重要組成部分的照明系統對提高整個光刻機性能至關重要，因此設計好照明系統是完成整個投影曝光系統的重要環節。

目前極紫外光刻照明系統的設計思想主要有：雙排復眼照明，波紋板照明以及自由曲面的照明設計等，其中雙排復眼照明以其勻光效果好，加工技術較成熟，便于控制，且易于實現離軸照明等優點成為極紫外光刻照明系統的主流設計結構。

目前國外公開了部分極紫外光刻復眼照明系統的結構，按照光束傳播的方向依次包括：光源、聚光鏡、勻光系統(包括光闌復眼平板和視場復眼平板)、中繼鏡組(包括第一中繼鏡和第二中繼鏡)及掠入射鏡；其中勻光系統為雙排復眼，而聚光鏡，中繼鏡組以及掠入射鏡等均為二次曲面，中繼鏡組為橢球面，掠入鏡為雙曲面。每一套復眼照明系統的參數都是依據與之相匹配的光刻投影物鏡的照明要求而確定的，一旦投影物鏡的照明要求發生改變，照明系統中每個光學元件的參數都可能發生改變。因此，有必要研究出一種方法，能夠更快、更精確的依據已有初始結構得到滿足特定投影物鏡照明要求的復眼照明系統，目前尚未見到完整的相關設計方法的報道。

相關文獻(US7456408)針對極紫外光刻提出了一套復眼照明的設計結果，其中在設計方法部分僅提到將掩膜面當作系統的孔徑光闌來展開設計，并沒有給出詳細的設計過程。

相關文獻(US20070295919)針對極紫外光刻提出了一套復眼照明的設計結果，該設計僅針對照明區域為100mm×8mm的弧形區域有效，并沒有提出一套如何在該設計基礎上設計出適合任意極紫外光刻投影物鏡的復眼照明系統的方法。

發明內容

本發明提供了一種極紫外光刻復眼照明系統的設計方法，該方法基于現有復眼照明系統的結構，能快速的獲得符合指定極紫外光刻投影物鏡照明要求的各器件的設計參數。

實現本發明的技術方案如下：

一種極紫外光刻復眼照明系統的設計方法，該照明系統包括光源、聚光鏡、由光闌復眼平板和視場復眼平板組成的勻光系統、由第一中繼鏡和第二中繼鏡組成的中繼鏡組及掠入射鏡，具體步驟為：

步驟101、跟據指定的投影物鏡的參數確定照明系統出瞳距離L；

步驟102、確定掠入射鏡的對稱軸為照明系統的主光軸，選定掠入射鏡的頂點作為原點，以主光軸為z軸，依照右手坐標系原則建立坐標系(x，y，z)，獲取第一中繼鏡的頂點坐標(Z_G21，Y_G21)、第二中繼鏡的頂點坐標(Z_G22，Y_G22)、掩膜面的中心坐標(Z_MASK，Y_MASK)；

步驟103、根據所述出瞳距離L和掩膜面中心坐標(Z_MASK，Y_MASK)，確定出瞳中心的坐標(Z_EP，Y_EP)；

步驟104、令出瞳中心與掠入射鏡非鄰近焦點F_collector1重合，根據(Z_EP，Y_EP)計算出掠入射鏡的曲率半徑R_G1；

步驟105、令第一中繼鏡的非鄰近焦點F_relay11與掠入射鏡的鄰近焦點F_collector2重合，根據(Z_G21，Y_G21)計算出第一中繼鏡的曲率半徑R_G21；